﻿#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <ctype.h>
#include<stdbool.h>
#include<stddef.h>//NULL
//堆的结构
//能存储的数据有很多种

//typedef int HPDataType;
//typedef struct Heap
//{
//    HPDataType* arr;
//    int size;//有效数据的个数
//    int capacity;//容量
//}HP;
////堆的初始化
//void HPInit(HP* php)
//{
//    assert(php);
//    php->arr = NULL;
//    php->size = php->capacity = 0;
//}
////堆的销毁
//void HPDesTory(HP* php)
//{
//    //判断是否为NULL
//    if (php->arr)
//    {
//        free(php->arr);
//    }
//    php->arr = NULL;
//    php->size = php->capacity = 0;
//}
////交换函数
//void Swap(HPDataType* x, HPDataType* y)
//{
//    HPDataType tmp = *x;
//    *x = *y;
//    *y = tmp;
//}
////向上调整算法
////void AdjustUp(HPDataType* arr, int child)
////{
////    HPDataType parent = (child - 1) / 2;
////    while (child > 0)
////    {
////        if (arr[child] < arr[parent])
////        {
////            Swap(&arr[child], &arr[parent]);
////            //或者可以加个continue,之后把else去掉，只留break；
////            child = parent;
////            parent = (child - 1) / 2;
////        }
////        else
////        {
////            break;
////        }
////    }
////}
////向上调整算法
//void AdjustUp(HPDataType* arr, int child)
//{
//    HPDataType parent = (child - 1) / 2;
//    while (child > 0)
//    {
//        if (arr[child] > arr[parent])
//        {
//            Swap(&arr[child], &arr[parent]);
//            //或者可以加个continue,之后把else去掉，只留break；
//            child = parent;
//            parent = (child - 1) / 2;
//        }
//        else
//        {
//            break;
//        }
//    }
//}
////插入数据
//void HPPush(HP* php, HPDataType x)
//{
//    assert(php);
//    if (php->size == php->capacity)
//    {
//        int newcapacity = php->capacity == 0 ? 4 : 2 * php->capacity;
//        //增容
//        HPDataType* tmp = (HPDataType*)realloc(php->arr, sizeof(HPDataType) * (newcapacity));
//        //增容失败
//        if (tmp == NULL)
//        {
//            perror("realloc fail!\n");
//            exit(1);
//        }
//        php->arr = tmp;
//        php->capacity = newcapacity;
//    }
//    php->arr[php->size] = x;
//    //第二个传的参数是php->size，因为下标这个时候最大已经是size,有size+1个数据，我们还没有执行++的操作
//    AdjustUp(php->arr, php->size);
//    ++php->size;
//}
////判空
//bool HPEmpty(HP* php)
//{
//    assert(php);
//    return php->size == 0;
//}
////向下调整算法
//void AdjustDown(HPDataType* arr, int parent, int n)
//{
//    int child = parent * 2 + 1;
//    while (child < n)
//    {
//        //先找最小的
//        if (child + 1 < n && arr[child] > arr[child + 1])
//        {
//            child++;
//        }
//        if (arr[parent] > arr[child])
//        {
//            Swap(&arr[child], &arr[parent]);
//            parent = child;
//            child = parent * 2 + 1;
//        }
//        else
//        {
//            break;
//        }
//    }
//}
////向下调整算法建堆
////void HeapSort(HPDataType* arr, int n)
////{
////    for (int i = (n - 2) / 2; i >= 0; i--)
////    {
////        AdjustDown(arr, i, n);
////    }
////    //堆排序
////    int end = n - 1;
////    while (end > 0)
////    {
////        Swap(&arr[0], &arr[end]);
////        AdjustDown(arr, 0, end);
////        end--;
////    }
////}
////删除栈顶数据
//void HPpop(HP* php)
//{
//    assert(!HPEmpty(php));
//    Swap(&php->arr[0], &php->arr[php->size - 1]);
//    --php->size;
//    AdjustDown(php->arr, 0, php->size);
//}
////取堆顶元素
//HPDataType HPTop(HP* php)
//{
//    assert(!HPEmpty(php));
//    return php->arr[0];
//}
////测试函数
//void test()
//{
//    HP hp;
//    HPInit(&hp);
//    HPPush(&hp, 4);
//    HPPush(&hp, 6);
//    HPPush(&hp, 8);
//    HPPush(&hp, 10);
//    for (int i = 0; i < 4; i++)
//    {
//        printf("%d ", hp.arr[i]);
//    }
//    /*HPpop(&hp);
//    HPpop(&hp);
//    HPpop(&hp);*/
//    while (!HPEmpty(&hp))
//    {
//        printf("%d ", HPTop(&hp));
//        HPpop(&hp);
//    }
//    HPDesTory(&hp);
//}
////向下调整算法建堆
//void HeapSort(HPDataType* arr, int n)
//{
//    for (int i = (n - 2) / 2; i >= 0; i--)
//    {
//        AdjustDown(arr, i, n);
//    }
//    //堆排序
//    int end = n - 1;
//    while (end > 0)
//    {
//        Swap(&arr[0], &arr[end]);
//        AdjustDown(arr, 0, end);
//        end--;
//    }
//}
////向上调整算法建堆
//void HeapSort01(HPDataType* arr, int n)
//{
//    for (int i = 0; i < n; i++)
//    {
//        AdjustUp(arr, i);
//    }
//    //堆排序
//    int end = n - 1;
//    while (end > 0)
//    {
//        Swap(&arr[0], &arr[end]);
//        AdjustDown(arr, 0, end);
//        end--;
//    }
//}
//int main()
//{
//    //test();
//    int arr[] = { 17,20,10,13,19,15 };
//    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
//    HeapSort01(arr, n);
//    for (int i = 0; i < n; i++)
//    {
//        printf("%d ", arr[i]);
//    }
//    return 0;
//}
//向下调整算法
//void AdjustDown(HPDataType* arr, int parent, int n)
//{
//    int child = parent * 2 + 1;
//    while (child < n)
//    {
//        //先找最小的
//        if (child + 1 < n && arr[child] > arr[child + 1])
//        {
//            child++;
//        }
//        if (arr[parent] > arr[child])
//        {
//            Swap(&arr[child], &arr[parent]);
//            parent = child;
//            child = parent * 2 + 1;
//        }
//        else
//        {
//            break;
//        }
//    }
//}
//void CreateNDate()
//{
//    //造数据
//    long n = 100000;
//    //生成随机数
//    srand(time(0));
//    const char* file = "data.txt";
//    FILE* fin = fopen(file, "w");
//    if (fin == NULL)
//    {
//        perror("fopen error!\n");
//        return;
//    }
//    for (long i = 0; i < n; i++)
//    {
//        long x = (rand() + i) % 1000000;
//        fprintf(fin, "%d\n", x);
//    }
//    fclose(fin);
//}
//void TopK()
//{
//    int k = 0;
//    printf("请输入K: ");
//    scanf("%d", &k);
//    //读取文件前K个数据建堆
//    const char* file = "data.txt";
//    FILE* fout = fopen(file, "r");
//    if (fout == NULL)
//    {
//        perror("fopen error!\n");
//        exit(1);
//    }
//    //找最大的前K个数，建小堆
//    int* minHeap = (int*)malloc(sizeof(int) * k);
//    if (minHeap == NULL)
//    {
//        perror("malloc fail!\n");
//        exit(2);
//    }
//    //读取文件前K个数据建堆
//    for (int i = 0; i < k; i++)
//    {
//        fscanf(fout, "%d", &minHeap[i]);
//    }
//    //建堆
//    for (int i = (k - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
//    {
//        AdjustDown(minHeap, i, k);
//    }
//    //变量剩下的n-k个数据，进行调整入堆
//    long x;
//    while (fscanf(fout, "%d", &x) != EOF)
//    {
//        if (x > minHeap[0])
//        {
//            minHeap[0] = x;
//        }
//        AdjustDown(minHeap, 0, k);
//    }
//    for (int i = 0; i < k; i++)
//    {
//        printf("%d ", minHeap[i]);
//    }
//    fclose(fout);
//    free(minHeap);
//    minHeap = NULL;
//}
//int main()
//{
//    CreateNDate();
//    TopK();
//    return 0;
//}
//交换函数
//void Swap(int* a, int* b)
//{
//	int p = *a;
//	*a = *b;
//	*b = p;
//}
//直接选择排序
void SelectSort1(int* arr, int n)
{
	int begin = 0, end = n - 1;
	while (begin < end)
	{
		int max, min;
		max = min = begin;
		for (int i = begin + 1; i <= end; i++)
		{
			//我们从开始位置后面的数据进行遍历，原因不用解释
			if (arr[i] < arr[min])
			{
				min = i;
			}
			if (arr[i] > arr[max])
			{
				max = i;
			}
		}
		if (max == begin)
		{
			max = min;
		}
		Swap(&arr[min], &arr[begin]);
		Swap(&arr[max], &arr[end]);
		begin++;
		end--;
	}
}
//直接插入排序(升序)
void InsertSort1(int* arr, int n)
{
	for (int i = 0; i < n - 1; i++)
	{
		//我们把需要比较的数放入tmp中，然后先与第i个数据比较，依次往前进行比较插入
		int end = i;
		int tmp = arr[end + 1];
		while (end >= 0)
		{
			if (arr[end] > tmp)
			{
				arr[end + 1] = arr[end];
				end--;
			}
			else
			{
				break;
			}
		}
		//如果end=-1我们不能进行数组越界，所以要进行+1操作
		arr[end + 1] = tmp;
	}
}
//希尔排序
void ShellSort1(int* arr, int n)
{
	int gap = n;
	while (gap > 1)
	{
		gap = gap / 3 + 1;
		for (int i = 0; i < n - gap; i++)
		{
			int end = i;
			int tmp = arr[end + gap];
			while (end >= 0)
			{
				if (arr[end] > tmp)
				{
					arr[end + gap] = arr[end];
					end -= gap;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
			arr[end + gap] = tmp;
		}
	}
}
// 测试排序的性能对⽐
void TestOP()
{
	srand(time(0));
	const int N = 100000;
	int* a1 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);
	int* a2 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);
	int* a3 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);
	int* a4 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);
	//int* a5 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);
	//int* a6 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);
	//int* a7 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);
	for (int i = 0; i < N; ++i)
	{
		a1[i] = rand();
		a2[i] = a1[i];
		a3[i] = a1[i];
		a4[i] = a1[i];
		//a5[i] = a1[i];
		//a6[i] = a1[i];
		//a7[i] = a1[i];
	}
	int begin1 = clock();
	InsertSort1(a1, N);
	int end1 = clock();
	int begin2 = clock();
	ShellSort1(a2, N);
	int end2 = clock();
	int begin3 = clock();
	SelectSort1(a3, N);
	int end3 = clock();
	int begin4 = clock();
	HeapSort01(a4, N);
	int end4 = clock();
	/*int begin5 = clock();
	QuickSort(a5, 0, N - 1);
	int end5 = clock();
	int begin6 = clock();
	MergeSort(a6, N);
	int end6 = clock();
	int begin7 = clock();
	BubbleSort(a7, N);
	int end7 = clock();*/
	printf("InsertSort:%d\n", end1 - begin1);
	printf("ShellSort:%d\n", end2 - begin2);
    printf("SelectSort:%d\n", end3 - begin3);
	printf("HeapSort:%d\n", end4 - begin4);
	//printf("QuickSort:%d\n", end5 - begin5);
	//printf("MergeSort:%d\n", end6 - begin6);
	//printf("BubbleSort:%d\n", end7 - begin7);
	free(a1);
	free(a2);
	free(a3);
	free(a4);
	/*free(a5);
	free(a6);
	free(a7);*/
}
int main()
{
	TestOP();
}
//int main()
//{
//	//int a[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
//	//int a[] = { 9,8,4,2,4,1,3,7,5 };
//	//int a[] = { 2,3,4,3,4,2,7,9,2,4 };
//	int a[] = { 100,101,195,124,125,129 };
//	int n = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
//	printf("排序之前： ");
//	for (int i = 0; i < n; i++)
//	{
//		printf("%d ", a[i]);
//	}
//	SelectSort1(a, n);
//	printf("\n排序之后： ");
//	for (int i = 0; i < n; i++)
//	{
//		printf("%d ", a[i]);
//	}
//	return 0;
//}